DE19507000C1 - Gleisbremselement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleisbremselement, ins­ besondere in Verbindung mit Gleisbremsprellböcken, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Gleisbremselement der eingangs genannten Art ist aus der DE 24 53 223 bekanntgeworden. Die im Querschnitt an­ nähernd C-förmigen Klemmplatten werden oberhalb des Schie­ nenkopfes mit Hilfe von Spannbolzen zusammengepreßt. Im unteren Bereich weisen die Klemmplatten winkelförmige Reibelemente auf, die aus einem geeigneten Reibmaterial, zum Beispiel Bronze, bestehen. Die Reibelemente legen sich gegen die Unterseite und die Seitenflächen des Schienen­ kopfes. Auf dem Schienenkopf stützt sich ein sogenanntes Futterstück ab, das ebenfalls aus reibendem Material be­ steht und das an seiner Oberseite Schrägflächen aufweist, mit denen der obere Schenkel der Klemmplatten in Eingriff steht. Bei einer Zugspannung in den Spannschrauben wird über Keilwirkung eine Druck- und Zugkraft auf die Reibele­ mente ausgeübt, so daß eine entsprechende Reibkraft am Schienenkopf entsteht.

Aus der DE 8 34 572 oder der DE 34 22 230 sind Modifikatio­ nen eines derart beschriebenen Bremselements bekanntge­ worden.

Von dem Reibungskoeffizienten abgesehen, ist die Bremswir­ kung eines derartigen Gleisbremselements abhängig von der Kraft, mit der die Reibelemente gegen den Schienenkopf ge­ preßt werden. Diese Kraft wird über den Spannbolzen einge­ leitet, wobei zwischen dem Spannbolzen und einer Klemm­ platte ein Doppelfederring angeordnet ist. Die einzige Möglichkeit, die Preßkraft vorzugeben, besteht in der Mes­ sung des Drehmoments, mit dem die Spannbolzen festgezogen werden. Zwischen dem gemessenen Drehmoment und der tat­ sächlich ausgeübten Preßkraft bestehen jedoch keine defi­ nierten Beziehungen, da das gemessene Drehmoment auch von anderen Größen abhängt, wie zum Beispiel der Reibung des Spannbolzengewindes oder der Reibung des Schraubenkopfes an der Feder usw. Kommt es zu einem Verschleiß des Reib­ elements, wird der verminderte Abstand zwischen den Klemm­ platten durch die Schraubenfeder ausgeglichen. Hat die Feder ein ungünstiges Kraft-Weg-Verhalten, was bei den verwendeten normalerweise der Fall ist, führt der Ver­ schleiß zu einer signifikant verringerten Preßkraft.

Der eigentliche Bremseffekt durch das Gleisbremselement erfolgt durch das Verschieben des Gleisbremselements am Schienenkopf, zum Beispiel durch einen Prellbock, der ent­ weder relativ lose auf den Schienen aufsteht oder in dem Gleisbremselemente integriert sind. Bevor es jedoch dazu kommt, muß die Haftreibung überwunden werden, die theore­ tisch mindestens doppelt so groß wie die Gleitreibung ist, im praktischen Fall jedoch viel höher sein kann aufgrund der witterungsbedingten Korrosion von Schiene und bremsen­ den Teilen des Gleisbremselements. Für die erste Aufprall­ phase wirkt daher das Gleisbremselement wie ein starres Hindernis, das sich erst nach Überwindung der Haftreibung in Bewegung setzt. Dies wirkt sich in einem nicht unerheb­ lichen Stoß auf das auffahrende Fahrzeug aus. Die be­ schriebene Haftreibung führt zu einem außerordentlich hohen, nicht mehr zulässigen Wert, wenn mehrere Gleisbrems­ elemente Stoß an Stoß hintereinander angeordnet werden. Daher ist es in der Praxis üblich, die Gleisbremselemente in Abständen anzuordnen, damit bei einem Auffahrvorgang die Haftreibung der einzelnen Gleisbremselemente nachein­ ander überwunden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleisbrems­ element, insbesondere in Verbindung mit Gleisbremsprell­ böcken, zu schaffen, das bei gleichen Abmessungen für die verschiedensten Schienentypen geeignet ist und das die Einstellung definierter Bremskräfte erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung stützt sich die Spannvorrichtung über einen Klotz aus Reibmaterial an der Oberseite des Schienenkopfes ab und übt eine Zugkraft auf die Klemmplatten aus. Die Preßkraft für die Bremsbelag­ schicht wird daher nicht durch Keilwirkung aufgebracht, wie bei den bekannten Gleisbremselementen, sondern aus­ schließlich durch Zugkraft an den Klemmplatten. Die Zug­ kraft kann von einem Spannbolzen aufgebracht werden, der sich auf dem Klotz abstützt, der seinerseits auf dem Schienenkopf aufsitzt und ebenfalls aus Reibmaterial be­ steht. Die Verstellung des Spannbolzens führt zu einer proportionalen Verstellung der Spannplatten und damit der von der Bremsbelagschicht auf den Schienenkopf ausgeübten Preßkraft. Es ist daher auf diese Weise möglich, zwischen der Preß­ kraft und der Druckkraft am Schienenkopf eine einfache Be­ ziehung herzustellen, um jeweils die gewünschte Bremskraft einzustellen. Zwar kommt es in den Klemmplatten zu einer Dehnung, wenn große Zugkräfte aufgebracht werden, diese Dehnung ist jedoch im Elastizitätsbereich ebenfalls linear, so daß sich zwischen der Linearität der Spannbolzenver­ stellung und der Preßkraft am Schienenkopf nichts ändert.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung läßt sich darüber hinaus so ausführen, daß sie auf jeden beliebigen Schienen­ typ anwendbar ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß mit dem Klotz ein Spannbolzen in Eingriff ist, der in einer Gewin­ debohrung einer Futterleiste sitzt, mit deren Außenseite die Klemmplatten verbunden sind, wobei der Klotz in einer Ausnehmung der Futterleiste angeordnet und zwischen Spann­ bolzen und Klotz eine Druckfeder angeordnet ist. Der Ver­ schleiß des Bremsbelags äußert sich in einem Federweg. Ist erfindungsgemäß eine Tellerfeder bzw. ein Tellerfederpaket als Druckfeder vorgesehen, ergibt sich ein vorteilhaftes Kraft-Weg-Ver­ halten. Ein mehr oder weniger großer Verschleiß führt da­ her nur zu einer sehr geringen Verringerung der Preßkraft der Bremsbelagschicht an dem Schienenkopf.

Durch die zuletzt beschriebene Ausführungsform wird dar­ über hinaus der Vorteil erhalten, daß die Preßkraft über den Weg, den der Spannbolzen zurücklegt, meßbar ist. Dies kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung da­ durch konstruktiv verwirklicht werden, daß der Spannbolzen hohl ist und sich ein Anzeigedorn durch den Spannbolzen bis zum Klotz erstreckt und sich zwischen Spannbolzenkopf und Anzeigedorn eine Sicherung befindet, die verhindert, daß der Anzeigedorn durch den Spannbolzen hindurchfällt. Die Relativlage von Anzeigedorn und Spannbolzen ist ein Maß für den Weg, den der Spannbolzen beim Festziehen zu­ rücklegt. Er kann außerdem dazu verwendet werden, den Ver­ schleiß anzuzeigen. Wird beispielsweise nach dem ersten Festziehen des Spannbolzens die Position des Anzeigedorns markiert und hat der Anzeigedorn nach einem Bremsvor­ gang eine demgegenüber veränderte abgesenkte Position, dann ist der Abstand zwischen der Markierung und der abge­ senkten Position ein Maß für den Verschleiß der Bremsbe­ lagschicht.

Die Sicherung des Anzeigedorns im Spannbolzen verhindert, daß der Anzeigedorn durch den Spannbolzen hindurchfällt, bevor eine Montage erfolgt ist. Ein Preßsitz zwischen An­ zeigedorn und Klotz ermöglicht das Festhalten des Klotzes am Spannbolzen vor der endgültigen Montage.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Futter­ leiste, der Klotz, das Tellerfederpaket und der Spannbol­ zen einschließlich Anzeigedorn eine vormontierbare Einheit bilden, die an Ort und Stelle mit Hilfe der Klemmplatten am Schienenkopf montiert wird. Wie schon erwähnt, sorgt der Anzeigedorn dafür, daß der Klotz durch die Verbindung mit dem Anzeigedorn in der Einheit gehalten ist.

Es versteht sich, daß bei einer länglichen Ausbildung des Gleisbremselements die Futterleiste sich über die Länge der Klemmplatten erstrecken kann und mehrere Klötze im Abstand in Ausnehmungen hält, um über die Länge des Gleisbremsele­ ments einen gleichmäßigen Andruck der Bremsbelagschicht am Schienenkopf zu erhalten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die dem Schienenkopf zugekehrte Seite der Bremsleiste im Quer­ schnitt konvex gewölbt. Die konvexe Wölbung der Bremslei­ ste hat den Vorteil, daß sie mit einer definierten Fläche am Schienenkopf anliegt, und zwar nur an der Unterseite. Dies sorgt ebenfalls für definierte Bremsverhältnisse.

Wie erwähnt, ist die Haftreibung bei bekannten Gleisbrems­ elementen erheblich. Um diese zu verringern, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Bremsbelagschicht über mindestens einen erhabenen Abschnitt aus einem ver­ schleißfähigen Material mit gegenüber der Bremsbelag­ schicht kleinerer Haftreibung am Schienenkopf anliegt. Als Verschleißmaterial kann zum Beispiel Kunststoff vorgesehen werden, beispielsweise ein geeignetes Polyamid. Der erhabene Abschnitt hat einen relativ geringen Reibungskoef­ fizienten und verleiht mithin dem Gleisbremselement eine geringe Haftreibung. Bei einem Auffahrvorgang ist daher nur eine geringe Stoßkraft erforderlich, um das Gleis­ bremselement in Bewegung zu setzen. Durch die einsetzende Gleitreibung wird zwischen erhabenem Abschnitt und Schienen­ kopf das Verschleißmaterial auf relativ kurzer Strecke so weit abgerieben, daß nunmehr die Bremsbelagschicht mit dem Schienenkopf in Eingriff gelangt, um den gewünschten Bremseffekt herbeizuführen.

Die Höhe, über die sich der erhabene Abschnitt über die eigentliche Bremsbelagschicht erhebt, kann sehr gering sein. Die Druckfestigkeit des verwendeten Verschleißmate­ rials und die Höhe sind so zu wählen, daß bei der aufzu­ bringenden Preßkraft eine merkliche Anlage der Bremsbelag­ schicht am Schienenkopf vermieden wird. Diese soll erst durch den Abrieb hergestellt werden.

Das Verschleißmaterial kann ganzflächig auf die Bremsbe­ lagschicht aufgebracht sein, es kann jedoch auch nur in beabstandeten Abschnitten angeordnet werden. Vorzugsweise werden getrennte Abschnitte, vorzugs­ weise aus Kunststoff verwendet, die in geeigneter Weise der Bremsbelagschicht angebracht sind. Die Anbringung bzw. Wiederan­ bringung bei Verschleiß soll möglichst einfach gestaltet werden und vom Instandsetzungspersonal ohne weiteres durchgeführt werden können. So können nach einer Ausge­ staltung der Erfindung in die Bremsleiste stopfenartige Verschleißabschnitte in entsprechenden Ausnehmungen einge­ lassen sein und dort zum Beispiel im Preßsitz festgelegt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Endansicht eines Gleisbremselements nach der Erfindung für zwei unterschiedliche Schienen.

Fig. 2 zeigt das Gleisbremselement nach Fig. 1 teilweise im Schnitt für eine dritte Schienenform.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Gleisbremselements nach Fig. 1 in Richtung Pfeil 3.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine erste Schiene 10 (linke Seite) und eine zweite Schiene 12 (rechte Seite) mit einem Schie­ nenkopf 14 bzw. 16. Für beide Schienenköpfe 14, 16 ist ein identisches Gleisbremselement 18 vorgesehen. In Fig. 2 ist eine dritte Schiene 20 mit einem Schienenkopf 22 gezeigt, für die das identische Gleisbremselement 18 angewendet wird. Es ist daher universal einsetzbar. Es weist auf ge­ genüberliegenden Seiten des Schienenkopfes Klemmplatten 24, 26 auf, die im Querschnitt annähernd C-förmig sind und an den Enden durch nach innen stehende Flanschen 80, 82 Ab­ schlüsse bilden. Ein oberer Schenkel 28 bzw. 30 der Klemm­ platten 24, 26 übergreift eine Futterleiste 32, die an der Oberseite Dachflächen aufweist. Am unteren Schenkel 34, 36 der Klemmplatten 24, 26 ist eine Bremsbelagschicht 38 bzw. 40 in Form einer Bremsleiste durch Schrauben 42 befestigt. In Fig. 1 sind die Schrauben gestrichelt eingezeichnet. Wie zu er­ kennen, sind die Bremsleisten, die aus einem geeig­ neten Reibmaterial, wie zum Beispiel Bronze, bestehen, an der Außenseite konvex gewölbt und liegen nur an der Unter­ seite des Schienenkopfes 14, 16 bzw. 22 an.

Wie in Fig. 2, linke Seite, zu erkennen, weisen die Leisten der Bremsbelagschicht 38, 40 Bohrungen auf, in die als erhabene Abschnitte 44 stopfenartige Verschleißabschnitte eingesetzt sind. Die im Querschnitt kreisförmigen Verschleißabschnitte weisen an der der Klemmplatte 24 zugekehrten Seite einen Flansch 46 auf, der in einer entsprechenden Ausnehmung oder Ansenkung der Bremsleiste einsitzt. Dadurch sind die Verschleißabschnitte sicher in der Bremsleiste gehalten. Jede Bremsleiste kann in Längsrichtung beabstandet eine Reihe derartiger Verschleißabschnitte aufweisen. Sie bestehen aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, beispielsweise Poly­ amid, das eine relativ hohe Druckfestigkeit aufweist. Sie stehen nur geringfügig über die gewölbte Oberseite der Brems­ leisten über (siehe Fig. 1 und rechte Seite Fig. 2), bilden jedoch die einzige Anlagefläche an der Unterseite des Schienenkopfes 14, 16 bzw. 22.

Die sich über die Länge der Klemmplatten 24, 26 er­ streckende Futterleiste 32 hat an der Unterseite drei im Abstand angeordnete kreisförmige Ausnehmungen 48, in denen zylindrische Klötze 50 einsitzen. Sie bestehen aus einem geeigneten Reibmaterial, beispielsweise Bronze. In die Un­ terseite der Klötze 50 sind stopfenartige Verschleißabschnitte 52 aus einem geeigneten druckfesten Kunststoffmate­ rial, beispielsweise Polyamid, eingelassen und durch Preß­ sitz darin gehalten. Außen vorstehende Flansche bilden als erhabene Abschnitte 54 die einzige Anlagefläche der Klötze 50 am Schienenkopf 14, 16 bzw. 22.

Oberhalb der Klötze 50 sitzen in den Ausnehmungen 48 als Tellerfederpaket eine Druckfeder 56 und eine Druckscheibe 58. Auf der Druckscheibe 58 stützt sich ein Spannbolzen 60 ab, dessen Schaft 62 in einer Gewindebohrung der Futterleiste 32 sitzt. Über die Druckscheibe 58 übt der Spannbolzen 60 einen Druck auf den Klotz 50 aus. Da die Futterleiste 32 über Schraubenbolzen 64 bzw. 66 mit den Klemmplatten 24, 26 ver­ bunden ist, wird eine Zugkraft auf letztere aufgebracht, die zu einer Preßkraft der Bremsleisten gegen die Unterseite des Schienenkopfes 14, 16 bzw. 22 führt.

Die Spannbolzen 60 sind hohl und nehmen einen Anzeigedorn 66a auf, der am unteren Ende 68 im Preß­ sitz in einer Bohrung des Klotzes 50 einsitzt. Im Bereich des Kopfes 70 des Spannbolzens 60 sorgt eine Sicherung 72 dafür, daß der Anzeigedorn 66a nicht nach unten durch den Spannbolzen 60 fallen kann. Die Sicherung 72 besteht in einem Federring oder dergleichen, der gegen einen Absatz 74 des Spannbolzens 60 anliegt, wenn er eine vorgegebene Strecke nach unten bewegt wird.

Die Schäfte der Schraubenbolzen 64, 66 erstrecken sich durch großzügig bemessene Öffnungen 76 der Spannplatten 24, 26.

Futterleiste 32, Spannbolzen 60, Druckscheibe 58, Teller­ federpaket und Klötze 50 bilden eine vormontierte Ein­ heit, bevor das Gleisbremselement 18 am Schienenkopf 14, 16, 22 montiert wird. Die beschriebene Einheit wird auf den Schienenkopf aufgesetzt und es erfolgt das Befestigen der Klemmplatten 24, 26 mit Hilfe der Schraubenbolzen 64, 66. Durch Festziehen des Spannbolzens 60 wird, wie beschrieben, eine Preßkraft auf die Klötze 50 und die Bremsleisten aufgebracht, wobei der von dem Spannbolzen 60 zurückge­ legte Weg ein Maß für diese Kraft ist. Dieser Weg kann nun durch den Anzeigedorn 66a, der auf dem Klotz 50 aufsitzt, ge­ messen werden.

Erfolgt nun ein Auffahrvorgang, indem beispielsweise ein von einem Fahrzeug bewegter Gleisbremsprellbock auf einer Seite gegen die Klemmplatten 24, 26 andrückt, muß zunächst die Haftreibung überwunden werden. Diese wird jedoch aus­ schließlich durch die stopfenartigen Verschleißabschnitte 52 bestimmt. Da diese bestimmungsgemäß einen sehr kleinen Reibungskoeffizienten haben, ist die Stoßkraft zum Inbewegungsetzen des Gleisbremselements 18 relativ klein. Eine kurze Reibstrecke genügt jedoch, um den erhabenen Abschnitt 44, 54 der Verschleißabschnitte abzutragen, so daß die Bremsleisten bzw. der Klotz 50 reibend mit dem Schienenkopf 14, 16 bzw. 22 zusammenwirken.

Nach einem derartigen Bremsvorgang ist es erforderlich, die Verschleißelemente auszutauschen.

Claims (17)

1. Gleisbremselement, insbesondere in Verbindung mit Gleis­ bremsprellböcken, mit zwei einen Schienenkopf von jeder Seite umgreifenden, sich auf seiner Oberseite abstützen­ den Klemmplatten, die von einer mindestens einen Spann­ bolzen und eine Federanordnung enthaltenden Spannvor­ richtung am Schienenkopf verspannt werden und die an dem den Schienenkopf untergreifenden Abschnitt einen Bremsbelagabschnitt für den Eingriff am Schienenkopf aus geeignetem festem Reibmaterial aufweisen, das mit Hilfe der Spannvorrichtung gegen den Schienenkopf ange­ preßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvor­ richtung sich über einen Klotz (50) aus Reibmaterial an der Oberseite des Schienenkopfes (14, 16, 22) abstützt und eine Zugkraft auf die Klemmplatten (24, 26) ausübt.

2. Gleisbremselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mit dem Klotz (50) ein Spannbolzen (60) in Eingriff ist, der in einer Gewindebohrung einer Futter­ leiste (32) sitzt, mit deren Außenseite die Klemmplat­ ten (24, 26) verbunden sind, wobei der Klotz (50) in einer Ausnehmung (48) der Futterleiste (32) angeordnet ist und zwischen Spannbolzen (60) und Klotz (50) eine Druckfeder (56) angeordnet ist.

3. Gleisbremselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckfeder (56) von einem Tellerfederpaket gebildet ist.

4. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (60) hohl ist und sich ein Anzeigedorn (66a) durch den Spannbolzen (60) bis zum Klotz (50) erstreckt und sich zwischen Spannbolzenkopf (70) und Anzeigedorn (66a) eine Siche­ rung (72) befindet, die verhindert, daß der Anzeigedorn (66a) durch den Spannbolzen (60) hindurchfällt.

5. Gleisbremselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anzeigedorn (66a) im Preßsitz in einer Sackbohrung des Klotzes (50) sitzt.

6. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere zylindrische Klötze (50) in Abständen in entsprechenden Ausnehmungen (48) der Futterleiste (32) sitzen.

7. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Futterleiste (32) mittels Schraubenbolzen (64, 66) mit den Klemmplatten (24, 26) verbunden ist und die Öffnungen (76) in den Klemmplat­ ten (24, 26) für die Schraubenbolzen (64, 66) im Durch­ messer größer sind als der Durchmesser der Bolzen­ schäfte.

8. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bremsbelagschicht (38, 40) über mindestens einen erhabenen Abschnitt (44) aus einem verschleißfähigen Material mit gegenüber der Bremsbelagschicht (38, 40) kleinerer Haftreibung am Schienenkopf (14, 16, 22) anliegt.

9. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Klotz (50) über einen er­ habenen Abschnitt (54) aus verschleißfähigem Material mit kleinem Haftreibungskoeffizienten auf dem Schienen­ kopf (14, 16, 22) aufliegt.

10. Gleisbremselement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verschleißmaterial aus druckfe­ stem Kunststoff besteht.

11. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißmaterial ganzflächig auf die Bremsbelagschicht aufgebracht ist.

12. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißmaterial in beabstandeten Abschnitten auf die Bremsbelagschicht aufgebracht ist.

13. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbelagschicht (38, 40) von einer nur der Unterseite des Schienenkopfes (14, 16, 22) zugekehrten Bremsleiste, gebildet ist.

14. Gleisbremselement nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Ausnehmungen der Bremsleiste stopfenartige Verschleißabschnitte eingelassen sind.

15. Gleisbremselement nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stopfenartigen Verschleißabschnitte im Preßsitz in den Aus­ nehmungen sitzen.

16. Gleisbremselement nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen durchgehende Boh­ rungen in der Bremsleiste sind und die stopfenartigen Verschleißabschnitte einen Flansch (46) aufweisen, der in einer Ansen­ kung der Bohrungen auf der der Klemmplatte (24, 26) zugekehrten Seite einsitzen.

17. Gleisbremselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schienenkopf (14, 16, 22) zugekehrte Seite der Bremsleiste im Querschnitt konvex gewölbt ist.